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CFG樁基復(fù)合地基成套技術(shù)是中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所20世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新的地基家固技術(shù)。該技術(shù)于1994年被列為建設(shè)部全國(guó)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目,被國(guó)家科委列為國(guó)家級(jí)全國(guó)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。1997年被為國(guó)家級(jí)工法,并制定了中國(guó)建筑科學(xué)研究院企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)正列入國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、<<建筑地基處理技術(shù)規(guī)范>>。
CFG樁施工最初選用振動(dòng)沉管打樁機(jī),由于該設(shè)備在施工中存在振動(dòng)、噪音和污染,并遇到砂層和硬土層難以竄透、擠樁等不足因素,在城區(qū)和居民區(qū)被限制使用。
1997年國(guó)家投資立項(xiàng)研制開(kāi)發(fā)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)和配套施工工藝,并列入“九五”全國(guó)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目,于1999年12月通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。
CFG樁復(fù)合地基是高粘結(jié)強(qiáng)度復(fù)合地基的代表,80年代多用于多層建筑地基,目前隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活的需要,CFG樁復(fù)合地基大量用于高層建筑地基。
長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)成孔同時(shí)管內(nèi)泵壓混合科成樁時(shí),采用排土成樁工藝,承載力的提高只與置換作用有關(guān),具有無(wú)污染、無(wú)振動(dòng)、低噪音、易操作、效率高、工期短等特點(diǎn),目前已在全國(guó)25個(gè)大、中城市的3000多項(xiàng)工程上得到廣泛應(yīng)用,且在施工中速度快,一般基礎(chǔ)面積1000m2,有10-15天可完成。
長(zhǎng)螺旋鉆桿內(nèi)泵壓CFG樁體混合料,由水泥、碎石、砂、粉煤灰、泵送劑加水在攪拌機(jī)中強(qiáng)制攪拌而成。
用于高層的CFG樁強(qiáng)度等級(jí)一般為C15-C25,水泥標(biāo)號(hào)一般選用425號(hào),水泥應(yīng)當(dāng)具有良好的保水性能,使混合料在泵送過(guò)程中不易泌水。碎石粒徑不超過(guò)1/4輸送管的內(nèi)徑,最大粒徑為20mm。粉煤灰應(yīng)選用3級(jí)已上等級(jí)的材料。當(dāng)泵送性能滿足時(shí)可以不摻泵送劑。CFG樁混合料落度應(yīng)控制在16-20cm之間。褥墊層是復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù),它的作用是保證樁、土共同承擔(dān)載荷。
CFG樁既可適用于條形、獨(dú)立基礎(chǔ),也可用于筏基和箱形基礎(chǔ)。可用于填土、飽和及非飽和和粘性土。它與傳統(tǒng)的樁機(jī)設(shè)計(jì)相比,樁的數(shù)量可以大大減少,在加上CFG樁不陪筋,樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和劑,大大降低了工程造價(jià)。
長(zhǎng)螺旋鉆桿內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝是由長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、混凝土泵和強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)而成,目前CFG 樁機(jī)設(shè)備有12、15、18、20、21、25、30m等機(jī)型,施工前根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng),確定施工所選的設(shè)備。
CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止鉆進(jìn),開(kāi)始泵送混合料,當(dāng)鉆桿芯管充到一定數(shù)量混合料后開(kāi)始提鉆桿,成樁的提升速度應(yīng)控制在3—4 m/min左右。
清土及CFG樁頭處理時(shí),尤其是用挖掘機(jī)工作時(shí),須嚴(yán)格控制標(biāo)高,防止挖斷工程樁和擾動(dòng)打樁工作面以下的保護(hù)土層。樁頭處理時(shí),嚴(yán)禁用鋼釬向斜下方向擊打或用一個(gè)鋼釬單向擊打樁身,以免造成樁身斷裂。
CFG樁樁身混合料強(qiáng)度等級(jí)為C20時(shí),其施工時(shí)配合比為水泥:砂:石料:粉煤灰:外加劑=320:738:1106:48:1.9(kg/m3)
目前對(duì)于高層或超高層建筑地基處理,多采用長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)成孔管內(nèi)泵壓CFG 混合料施工工藝。
成樁工藝程序如下:
鉆機(jī)就位——鉆至設(shè)計(jì)深度——送料提鉆——移位——封樁頂
送料提鉆是保證質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),要準(zhǔn)確掌握提鉆的時(shí)機(jī)。在提鉆過(guò)程中要保證鉆桿內(nèi)有一定高度的混合料,且避開(kāi)在砂土、粉土層停頓可防止斷樁或縮頸。
打樁棄土要求隨時(shí)隨清,位打樁施工提供足夠的工作空間,便于移機(jī)和找樁位。
CFG樁復(fù)合地基是目前應(yīng)用比較廣泛的地基處理方法之一,在北京及周邊地區(qū)已用于30層建筑物的地基處理,CFG復(fù)合地基技術(shù),具有承載力提高幅度大,施工周期短,造價(jià)低廉,特別是當(dāng)CFG樁施工時(shí)采用長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁混合料施工工藝時(shí),更具有無(wú)泥漿和噪音污染的優(yōu)點(diǎn)。